Результаты по измерению сечения рождения пары пионов на коллайдере ВЭПП-2000 опубликованы в журналах Physical Review Letters и Physics Letters D. Работа получила престижный статус Editor’s Suggestion. Этот статус получает лишь одна из шести опубликованных в журнале статей.
В феврале 2023 г. специалисты ИЯФ СО РАН анонсировали результаты эксперимента КМД-3external link, opens in a new tab на коллайдере ВЭПП-2000 по прецизионному измерению вероятности рождения пары пи-мезонов в области энергии до 1,2 ГэВ.
Вероятность рождения пионов используется для расчета вклада в аномальный магнитный момент мюона (АМММ). Магнитный момент отражает силу взаимодействия частицы с магнитным полем. Аномальный магнитный момент возникает в результате взаимодействия частицы с короткоживущими ненаблюдаемыми, или виртуальными, частицами. Величина АМММ предсказывается с высокой точностью Стандартной моделью, существующей теорией, описывающей физику микромира. Именно в этом расчете используется вероятность рождения пионов, измеренная физиками ИЯФ СО РАН. В последние годы АМММ был измерен с высокой точностью в международном эксперименте Muon g-2 и результаты измерений отличались от значения, предсказанного Стандартной моделью. Это отличие вызвало огромный интерес научного сообщества, так как оно указывало на существование Новой физики – явлений (частиц и сил), не описываемых Стандартной моделью.
Картинка иллюстрирует характерную черту эксперимента, отличающую его от всех предыдущих. Одной из ключевых задач в измерении является отделение событий с рождением двух пионов от других событий, в которых рождаются две частицы – пары мюонов или электрон-позитронные пары. В КМД-3 используются независимые методы для идентификации частиц – изучаются импульсы частиц, измеренные трековой системой, или энерговыделения частиц в калориметре. Это позволяет провести измерение двумя независимыми способами.
«Короткая статья вышла в Physical Review Lettersexternal link, opens in a new tab, более подробная, с детальным описанием эксперимента – в Physics Letters Dexternal link, opens in a new tab. Редакции обоих журналов отметили нашу работу престижным статусом Editors' Suggestion, как заслуживающую особого внимания. Это статус получает лишь одна из шести опубликованных в журнале Physical Review Letters статей, – прокомментировал заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе доктор физико-математических наук Иван Логашенко. – Полученные нами результаты интересны для физического сообщества, потому что меняют оценку адронного вклада в теоретическое предсказание АМММ и уменьшают разницу между теорией и экспериментом. Предсказание Стандартной модели для АМММ, базирующееся на новых измерениях КМД-3, согласуется с наблюдаемым в эксперименте значением в пределах 0.9 стандартных отклонений. Это отличается от предсказания, основанного на многочисленных других измерениях сечения рождения пары пионов – оно отличается от измеренного значения АМММ на 5 стандартных отклонений. С момента обнародования результаты нашего эксперимента получили большой отклик в научном сообществе. Наши результаты прошли не только стандартную процедуру рецензирования в журналах, но и детальное обсуждение на двух тематических собраниях коллаборации Muon g-2 Theory Initiative», объединяющей основных ученых, занимающихся проблемой аномального магнитного момента мюона».